Vita: la chimica potrebbe spiegarne le origini sulla Terra

Markus Ralser ed il suo team all’inizio del loro studio non erano intenzionati a studiare le origini della vita. La loro ricerca era concentrata su come le cellule si nutrono e su come, in organismi stressati o malati, questi organismi possono andare male. Tuttavia circa un decennio fa il team ha fatto una scoperta sorprendente. All’inizio il team stava studiando il processo di glicolisi, un processo che scompone lo zucchero in una serie di reazioni chimiche, rilasciando energia che le cellule possono utilizzare.

Quando hanno utilizzato tecniche sensibili per tracciare i vari passaggi del processo, i ricercatori sono rimasti sorpresi di scoprire che alcune reazioni avvenivano in modo spontaneo e automatico. Negli esperimenti di controllo che mancavano di alcune delle molecole necessarie per le reazioni, parti della glicolisi si verificavano comunque; questo non può essere vero, secondo molti esperti.

La chimica potrebbe spiegare le origini della vita sulla Terra

Ogni cellula vivente ha al suo interno una specie di motore chimico dalle cellule del cervello umano cosi come per i batteri più semplici. Questi motori chimici guidano il metabolismo, i processi che trasformano una fonte di energia come il cibo in parti utili e costruiscono la cellula. Tutti questi processi metabolici, compresa la glicolisi, hanno bisogno di molti macchinari microscopici sofisticati per andare avanti. Tuttavia il team ha scoperto che uno di questi motori funzionava da solo, senza alcune delle complesse molecole che si credevano necessarie. Dopo questa straordinaria scoperta molti ricercatori che studiano le origini della vita si sono interessati a tutto ciò.

Dopotutto se questo è potuto succedere in un laboratorio, non è detto che non sia potuto capitare miliardi di anni fa in qualche luogo con molta attività chimica e materiale organico. Può essere anche che le reazioni metaboliche possono aver dato inizio ad una catena di eventi che hanno portato alla nascita della vita sulla Terra. Oltre alla glicolisi, gli scienziati hanno ricreato parti di altri processi cellulari fondamentali, incluso il ciclo inverso dell’acido citrico, o il ciclo inverso di Krebs, che si ritiene sia apparso per la prima volta in cellule molto antiche.

Questa nuova ricerca ha portato gli scienziati a ripensare ai passaggi che avrebbero potuto portare al primo organismo vivente. Tutto ciò però ha fatto porre una nuova domanda: come definiamo noi la vita? Sapere come è iniziata la vita è uno dei più grandi misteri della scienza. Sappiamo che è successo all’inizio della storia del nostro pianeta perché ci sono microrganismi fossili nelle rocce depositate 3,5 miliardi di anni fa, solo un miliardo di anni dopo la formazione della Terra. Tuttavia come e dove sia successo rimangono ancora incerti. Un problema essenziale è che gli organismi viventi sono straordinariamente complicati. Tutti questi elementi costitutivi lavorano insieme in una danza intricata, trasportando il cibo nella cellula e distribuendo i rifiuti, riparando i danni, copiando i geni e molto altro.

Qualcosa che nasce spontaneamente

Tutte le possibili ipotesi sull’origine della vita tentano di semplificare e immaginare qualcosa di più semplice che possa essere nato spontaneamente. Un gruppo crescente di scienziati crede che prima dei geni o delle pareti cellulari, la prima cosa di cui la vita aveva bisogno fosse un motore. La chimica del metabolismo è centrale nella vita e molti ricercatori ritengono che debba essere stata al centro delle prime cellule viventi. Una volta che un motore metabolico è stato avviato e funzionante, si pensa, potrebbe creare le altre sostanze chimiche di cui la vita ha bisogno.

Lo studio ha indagato ulteriormente sulle reazioni metaboliche che potessero funzionare autonomamente. Hanno fornito un elenco di sostanze chimiche che si ritiene siano state disciolte nell’oceano primordiale, inclusi metalli come ferro e sodio. Il team li ha aggiunti alle loro miscele per vedere se hanno fatto funzionare meglio le reazioni. La vita, in un certo senso, è una specie di incidente chimico, una danza vorticosa che non si ferma da più di tre miliardi e mezzo di anni. Non importa come la definiamo, quella danza continua, affinando lentamente il macchinario biologico che ha costruito le infinite forme della Terra, le più belle e meravigliose.

Foto di Arek Socha da Pixabay